金属纳米线制造技术

本发明专利技术提供一种比表面积足够大的金属纳米线。本发明专利技术涉及一种金属纳米线，其特征在于，利用氮气吸附法测得的比表面积为15m

Metal nanowires

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属纳米线
本专利技术涉及一种金属纳米线，特别是涉及一种比表面积大的金属纳米线。
技术介绍
金属中存在具有催化功能、除臭功能、抗菌功能等的技术，近年来，一直在研究它们的纳米材料作为催化剂、除臭剂、抗菌剂等使用。另外，由于金属具有氧化还原能力，并具有导电性，因此，一直在研究金属纳米材料作为电极和传感器等使用。这些用途中，为了提高其功能，要求比表面积大。已知镍为具有催化剂功能的金属，作为镍的纳米材料，例如在专利文献1～3中公开了一种镍纳米线，是一边施加磁场一边将属离子还原而得的。然而，引用文献1～3的镍纳米线的比表面积并不充分，用途受到限制。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/147885号小册子专利文献2：国际公开第2015/163258号小册子专利文献3：日本特开2016-135920号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种比表面积足够大的金属纳米线。本专利技术人等为了解决这样的课题而进行深入研究，结果发现通过在以特定浓度含有特定粘度的羧甲基纤维素的水中，一边施加磁场一边将金属离子还原，能够得到比表面积大的金属纳米线，从而完成了本专利技术。本专利技术的主旨如下。＜1＞一种金属纳米线，其特征在于，利用氮气吸附法测得的比表面积为15m2/g以上。＜2＞根据＜1＞所述的金属纳米线，其中，所述金属为镍。＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的金属纳米线，其特征在于，所述金属纳米线具有50～300nm的平均纤维直径。＜4＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的金属纳米线，其特征在于，所述金属纳米线具有5～100μm的平均长度。＜5＞一种分散液，其特征在于，含有＜1＞～＜4＞中任一项所述的金属纳米线。＜6＞一种结构体，其特征在于，含有＜1＞～＜4＞中任一项所述的金属纳米线。＜7＞一种＜1＞～＜4＞中任一项所述的金属纳米线的制造方法，其特征在于，在羧甲基纤维素盐的水溶液中将金属离子还原。＜8＞根据＜7＞所述的金属纳米线的制造方法，其特征在于，所述羧甲基纤维素盐是1质量％水溶液的粘度为1000～9000mPa·s的羧甲基纤维素盐。＜9＞根据＜7＞或＜8＞所述的金属纳米线的制造方法，其中，所述羧甲基纤维素盐的浓度为0.5质量％以上且小于1.0质量％。＜10＞一种金属纳米线，是通过金属纳米线的制造方法而得到的，所述金属纳米线的制造方法在以0.5质量％以上且小于1.0质量％的浓度含有羧甲基纤维素盐的水溶液中，一边施加磁场一边将金属离子还原，所述羧甲基纤维素盐是1质量％水溶液的粘度为1000～9000mPa·s的羧甲基纤维素盐。根据本专利技术，能够提供一种比表面积大的金属纳米线。本专利技术的金属纳米线能够适用作催化剂、除臭剂、抗菌剂，也能够适用于传感器、电池电极。附图说明图1是利用扫描式电子显微镜拍摄实施例1中得到的金属纳米线而得的图像。具体实施方式[金属纳米线]本专利技术的金属纳米线由于具有在表面具备多个突起部的突起结构，因此具有大的比表面积。该多个突起部的突出方向没有特别限定。多个突起部的突出方向可以各自独立地为例如与金属纳米线的长边方向垂直的截面的金属纳米线的大致径向，或者也可以为该大致径向与金属纳米线的长边方向的合力方向。多个突起部的突出长度也没有特别限定。在将后述的平均纤维直径设为R(nm)时，多个突起部的突出长度通常各自独立地为R(nm)以下。本专利技术的金属纳米线的比表面积为15m2/g以上，优选为20m2/g以上，更优选为30m2/g以上，进一步优选为40m2/g以上，最优选为50m2/g以上。应予说明，比表面积可以根据后述的分析方法进行测定。如果比表面积为50m2/g以上，则成为与氧化镁、二氧化钛等吸附剂相同程度的比表面积，因此，能够最适合作为催化剂等使用。本专利技术的金属纳米线的比表面积的上限没有特别限定，该比表面积通常为200m2/g以下，特别为100m2/g以下。本专利技术的金属纳米线的平均纤维直径通常为50～300nm，优选为50～200nm，更优选为60～150nm，进一步优选为65～150nm，特别优选为65～100nm，最优选为65～95μm。平均纤维直径小于50nm时，容易断开，因此，长度并非恒定，有时对各种性能造成影响。另外，本专利技术的金属纳米线的平均长度为通常5～100μm左右，优选为5～50μm，更优选为6～50μm，进一步优选为6～40μm，最优选为6～30μm。平均长度小于5μm时，在制成成型体(特别是无纺布)的情况下，有时强度变弱。应予说明，金属纳米线的平均纤维直径、平均长度可以根据后述的分析方法进行测定。本专利技术中纤维直径是指包括突起部的突出高度的纳米线的直径，即，与纳米线的长边方向垂直的截面的直径，可以在纳米线的SEM图像(扫描式电子显微镜图像(照片))中读取。突起部的突出高度为与纳米线的长边方向垂直的截面的突起部的高度。由于本专利技术的金属纳米线中在表面没有间隙地存在多个突起部，因此，上述图像上规定表示上述直径的线段的2点通常为突起部的轮廓线上的点。详细而言，在1根纳米线中不是端部的位置测定上述直径的最小值作为最小纤维直径，将任意300根纳米线的最小纤维直径的平均值作为平均纤维直径。端部是指距纳米线的一端100nm以内的位置。构成本专利技术的金属纳米线的金属没有特别限定，但由于本专利技术在磁场中制造金属纳米线，因此，优选镍、铁、钴、钆等铁磁金属，从便宜且实用性高的方面考虑，更优选镍。[金属纳米线的制造方法]本专利技术的金属纳米线可以通过在以特定浓度含有特定粘度的羧甲基纤维素盐的水溶液中，一边施加磁场(磁电路)一边将金属离子还原而制造。例示的制造方法通过生成金属粒子、生长为纳米线以及构建突起结构这三个阶段的工序而实现。通过基于还原剂的金属粒子核的自然产生或者利用钯核、铂核的粒子形成而生成金属粒子。所生成的金属粒子通过磁场等外在因素而一边连结一边生长为纳米线。然后，在纳米线的表面发生金属离子的还原反应而构建突起结构。与专利文献1～3的区别为第三阶段的工序。本专利技术中，为了构建突起结构，重要的是使一部分金属离子的还原反应延迟的络合技术以及抑制纳米线间的结合和凝聚的反应溶剂的粘度控制。因此，需要以特定浓度含有特定的羧甲基纤维素盐的反应溶剂。羧甲基纤维素盐是使用B型粘度计在25℃测定将该羧甲基纤维素盐以1质量％的浓度溶解于水中而得的水溶液时的粘度的下限为1000mPa·s以上的羧甲基纤维素盐。从进一步增大金属纳米线的比表面积的观点考虑，羧甲基纤维素盐的上述粘度优选为2000mPa·s以上，更优选为2500mPa·s以上，进一步优选为3000mPa·s以上。上述粘度小于1000mPa·s时，有时无法生成比表面积大的金属纳米线。另一方面，使用B型粘度计在25℃测定将该羧甲基纤维素盐以1质量％的浓度溶解于水中而得的水溶液时的粘度的上限为9000mPa·s以下，从进一步增大金属纳米线的比表面积的观点考虑，优选为8500mPa·s以下，更优选为8000mPa·s以下，进一步优选为5000mPa·s以下。上述粘度超过9000mPa·s时，有时无法生成纳米线。羧甲基纤维素盐的浓度相对于反应溶液总量为0.5质量％以上且小于1.0质量％，从进一步增大金属纳米线的比表面积的观点考虑，优选为0.5～0.98质量％，更优选为0.6～0.98质量％，进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属纳米线，其特征在于，利用氮气吸附法测得的比表面积为15m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.27 JP 2016-1887201.一种金属纳米线，其特征在于，利用氮气吸附法测得的比表面积为15m2/g以上。2.根据权利要求1所述的金属纳米线，其特征在于，所述金属为镍。3.根据权利要求1或2所述的金属纳米线，其特征在于，所述金属纳米线具有50～300nm的平均纤维直径。4.根据权利要求1～3中任一项所述的金属纳米线，其特征在于，所述金属纳米线具有5～100μm的平均长度。5.一种分散液，其特征在于，含有权利要求1～4中任一项所述的金属纳米线。6.一种结构体，其特征在于，含有权利要求1～4中任一项所述的金属纳米线。7.一种权利要求1～4中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹田裕孝，嘉村由梨，吉永辉政，
申请(专利权)人：尤尼吉可株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP